JP2008124719A - Wireless communication equipment, wireless communication method and wireless communication program - Google Patents

Wireless communication equipment, wireless communication method and wireless communication program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for performing flow control while keeping impartiality of communication opportunities for respective nodes in a multi-hop communication network. <P>SOLUTION: Wireless communication equipment judges a communication load of a self-node and instructs an adjacent node transmitting packets to the self-node to reduce the transmission rate when judging the communication load to be overload. An adjacent node which transmits the largest quantity of packets in comparison with the number of transmission source nodes or streams (transmission/reception node pairs) relating to packets of the adjacent node, out of adjacent nodes transmitting packets to the self-node is determined as the adjacent node to be instructed to reduce the transmission rate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、マルチホップ通信ネットワークにおいて通信量を制御する技術に関する。   The present invention relates to a technique for controlling a communication amount in a multi-hop communication network.

アドホックネットワークでは、1または複数のノードの中継を介して目的とする宛先ノードと通信(マルチホップ通信)を行っている。このようなアドホックネットワークでは、経路が集約する傾向にあり、同一の経路を複数の通信で共有することが起こりやすい。無線アクセスポイントなどは多くのノードが通信しようとするノードの一例である。多くのノードがアクセスポイントと通信するため、アクセスポイントに近くなればなるほど他ノードのパケットを中継する負荷が高くなってしまう。   In an ad hoc network, communication (multi-hop communication) is performed with a target destination node via relay of one or a plurality of nodes. In such an ad hoc network, routes tend to be aggregated, and it is likely that the same route is shared by a plurality of communications. A wireless access point or the like is an example of a node to which many nodes try to communicate. Since many nodes communicate with the access point, the closer to the access point, the higher the load for relaying packets of other nodes.

図13は、宛先ノードDに、ノード1,4,5,6が同時にパケットを送信している状況を示した図である。ノード1,4,5,6からの通信はノードDに向かっているため、ノードDに近くなればなるほど多くの通信負荷がかかる。このような状況では、ノード1は自らのパケットを送信する機会を失うばかりでなく、ノード4,5,6のパケットも途中で損失されるといったことが発生する。   FIG. 13 is a diagram illustrating a situation in which the nodes 1, 4, 5, and 6 are simultaneously transmitting packets to the destination node D. Since communication from the nodes 1, 4, 5 and 6 is directed to the node D, the closer to the node D, the more communication load is applied. In such a situation, the node 1 not only loses the opportunity to transmit its own packet, but also the packets of the nodes 4, 5, 6 are lost in the middle.

これに対して、特許文献1、2に記載の技術は、アドホックネットワークにおいて他通信の中継ノードとなっているノードが、自ら生成するパケットの送信機会が減ってしまうことを解決課題とし、中継パケットよりも自ら生成したパケットの優先度を高く設定することで、中継ノードが不利となる可能性を減らしている。   On the other hand, the technologies described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that a node serving as a relay node for other communication in an ad hoc network has a reduced transmission opportunity of a packet generated by itself, and the relay packet By setting the priority of a packet generated by itself higher, the possibility that the relay node becomes disadvantageous is reduced.

また、特許文献3に記載の技術は、通信負荷が大きくなったノードが隣接ノードに対して、送信モードを切り替える要求を出すことが記載されている。ここで、送信モードの切替とは、例えば動画配信においては、データ圧縮方式を変更したり、フレームレートを変更したりすることであり、これによって送信データ量を制御することができる。したがって、通信負荷が大きくなったノードは隣接するノードに対して送信量を減らすよう指示することで輻輳を回避することができる。   In addition, the technique described in Patent Document 3 describes that a node having a large communication load issues a request to switch a transmission mode to an adjacent node. Here, switching of the transmission mode means, for example, in moving picture distribution, changing the data compression method or changing the frame rate, whereby the transmission data amount can be controlled. Therefore, a node with an increased communication load can avoid congestion by instructing an adjacent node to reduce the transmission amount.

また、半二重通信方式のイーサネット(登録商標)において、通信負荷が大きくなった場合にジャミング信号(信号)を故意に送信して、他のノードの送信を一定時間停止させるバックプレッシャという技術も知られている(非特許文献1)。   In addition, in the Ethernet (registered trademark) of the half-duplex communication method, there is a technology called back pressure that intentionally transmits a jamming signal (signal) and stops transmission of other nodes for a certain time when a communication load becomes large. It is known (Non-Patent Document 1).

また、特許文献4に記載の技術は、アドホックネットワーク内の各ノードが負荷情報を交換しネットワーク全体の負荷を知り、高負荷のノードに対して多くの通信リソースを割り当てることで、各ノードの通信機会を公平化している。
特開2004−312542号公報 特開2006−101477号公報 特開2006−50371号公報 特開2005−303828号公報 大崎 博之、他3名、「バックプレッシャ機能を有するATM LANスイッチの性能評価 最大スループット解析」、電子情報通信学会論文誌、Vol.J78−B−I、pp.179−188,1995年4月
Further, the technology described in Patent Document 4 allows each node in the ad hoc network to exchange load information, knows the load of the entire network, and allocates many communication resources to a high-load node, thereby enabling communication between the nodes. Opportunities are fair.
JP 2004-31542 A JP 2006-101477 A JP 2006-50371 A JP 2005-303828 A Hiroyuki Osaki and three others, "Performance evaluation of ATM LAN switch with back pressure function, maximum throughput analysis", IEICE Transactions, Vol. J78-BI, pp. 179-188, April 1995

しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。   However, in the case of the prior art as described above, the following problems have occurred.

特許文献1,2に記載の技術のように自ノードが生成したパケットの優先度を高くして送信する方法では、中継ノードが不利を被る可能性を減らすことはできるものの、ネットワーク内の各ノードが送信する機会を公平にすることはできない。複数のノードが同一ノード宛てにパケットを送信する場合、最も宛先ノードに近いノードが送信するパケットが最優先され、その他のパケットが届かないという問題が発生する。   In the method of transmitting packets with higher priority of the packet generated by the own node as in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, although the possibility that the relay node suffers disadvantages can be reduced, each node in the network The opportunity to send cannot be fair. When a plurality of nodes transmit a packet addressed to the same node, the packet transmitted from the node closest to the destination node is given the highest priority, and another packet does not reach.

また、特許文献3に記載の技術は、動画の圧縮方式やフレームレートを変更するというアプリケーションレベルでの処理を変更することによって送信量を制御している。つまり、どのようにして送信量を制御するかという処理を各アプリケーションに記述する必要があり、アドホックネットワーク一般に適用することは困難である。   The technique described in Patent Document 3 controls the transmission amount by changing the process at the application level of changing the compression method and frame rate of moving images. In other words, it is necessary to describe in each application how to control the transmission amount, and it is difficult to apply it to general ad hoc networks.

また、バックプレッシャは、有線で利用するものであり該当するポートにジャミング信号を流すことで必要なノードに対してのみ送信を抑制させることができるが、無線では周囲のノード全てに影響が出てしまう。また、ジャミングを通知されたノードは全ての通信が(宛先や緊急度・優先度に関係なく)強制的に停止されてしまうという問題もある。   In addition, the back pressure is used in a wired manner. By sending a jamming signal to the corresponding port, transmission can be suppressed only to necessary nodes. However, wireless influences all surrounding nodes. End up. In addition, there is a problem in that all communication is forcibly stopped (regardless of the destination, urgency, and priority) in the node that is notified of jamming.

また、特許文献4に記載の技術は、ネットワーク全体の負荷情報を把握した上でリソースを割り当てる方式であるため、公平な通信機会を実現することは可能であるものの、ネットワーク全体の負荷情報を把握するための処理にオーバーヘッドがかかりすぎるという問題がある。また、ネットワークの大きさが大きくなったり、モバイル環境でネットワークトポロジーに変化があると、常に変化する通信負荷量をネットワーク全体で共有することは困難となる。   In addition, since the technology described in Patent Document 4 is a method for allocating resources after grasping the load information of the entire network, although it is possible to realize a fair communication opportunity, the load information of the entire network is grasped. There is a problem that it takes too much overhead for processing. Also, if the network size increases or the network topology changes in a mobile environment, it will be difficult to share the constantly changing communication load across the network.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、マルチホップ通信ネットワークにおいて各ノードの通信機会が公平に保たれるようにしつつ輻輳を回避する技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for avoiding congestion while maintaining a fair communication opportunity of each node in a multi-hop communication network. It is in.

上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信装置は、複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信装置であって、自ノードの送信レートを管理する送信レート管理手段と、隣接ノードからパケットを受信する受信手段と、自ノードの通信負荷を判定する負荷判定手段と、自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している隣接ノードに対して送信レートの抑制を要求する送信レート抑制要求手段と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a wireless communication apparatus according to the present invention is a wireless communication system that includes a plurality of wireless communication apparatuses and performs communication between wireless communication apparatuses by relaying one or more wireless communication apparatuses. A wireless communication apparatus, a transmission rate management means for managing the transmission rate of the own node, a receiving means for receiving a packet from an adjacent node, a load determination means for judging the communication load of the own node, and a communication load of the own node Transmission rate suppression requesting means for requesting the adjacent node transmitting a packet to its own node to suppress the transmission rate when it is determined that the node is overloaded.

また、前記送信レート抑制要求手段は、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係る送信元ノードの数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求することが好適である。   Further, the transmission rate suppression requesting unit is configured to set a transmission rate of a packet transmitted from the adjacent node among a plurality of adjacent nodes transmitting the packet to the own node to a number of transmission source nodes related to the transmitted packet. It is preferable to request suppression of the transmission rate for a specific adjacent node that is the highest adjacent node.

この構成によれば、上記無線通信システム内の各無線通信装置の送信レートを抑制して輻輳を回避する際に各無線通信装置から送信される送信レートが、各ノードで等しくなるように制御される。また、各無線通信装置は、自ノード内の情報のみに基づいて送信レート抑制要求を送信しており、他のノードと通信することなく送信レート抑制要求を送信できるので、過大なオーバーヘッドを要することなく送信レートの抑制処理が可能となる。   According to this configuration, when the transmission rate of each wireless communication device in the wireless communication system is suppressed to avoid congestion, the transmission rate transmitted from each wireless communication device is controlled to be equal at each node. The In addition, each wireless communication device transmits a transmission rate suppression request based only on information in the own node, and can transmit a transmission rate suppression request without communicating with other nodes, which requires excessive overhead. Therefore, the transmission rate can be suppressed.

また、前記送信レート抑制要求手段は、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケッ
トに係るストリーム数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求することが好適である。
In addition, the transmission rate suppression requesting unit may compare a transmission rate of a packet transmitted from the adjacent node among a plurality of adjacent nodes transmitting the packet to the own node in comparison with the number of streams related to the transmitted packet. It is preferable to request the specific neighboring node that is the highest neighboring node to suppress the transmission rate.

この構成によれば、上記無線通信システム内の各無線通信装置の送信レートを抑制して輻輳を回避する際に各無線通信装置から送信される1ストリームあたりの送信レートが公平となるように制御される。また、各無線通信装置は、自ノード内の情報のみ基づいて送信レート抑制要求を送信しており、他のノードと通信することなく送信レート抑制要求を送信できるので、過大なオーバーヘッドを要することなく送信レートの抑制処理が可能となる。   According to this configuration, when the transmission rate of each wireless communication device in the wireless communication system is suppressed to avoid congestion, the transmission rate per stream transmitted from each wireless communication device is controlled to be fair. Is done. In addition, each wireless communication device transmits a transmission rate suppression request based only on information in the own node, and can transmit a transmission rate suppression request without communicating with other nodes, so that no excessive overhead is required. The transmission rate can be suppressed.

また、前記送信レート管理手段は、通信に割り当てるリソースを調整することで送信レートを管理するものであり、前記リソースは、利用するチャネル数、帯域幅またはスロット数もしくはバックオフ時間の少なくともいずれかであることが好適である。   Further, the transmission rate management means manages a transmission rate by adjusting a resource allocated to communication, and the resource is at least one of the number of channels to be used, the bandwidth, the number of slots, or the back-off time. Preferably it is.

また、前記送信レート管理手段は、パケットを転送する転送先ごとに、送信レートを設定するものであり、前記送信レート抑制要求手段は、特定隣接ノードに対して自ノードを転送先とするパケットの送信を抑制するよう要求することが好適である。   Further, the transmission rate management means sets a transmission rate for each transfer destination to which a packet is transferred, and the transmission rate suppression request means has a packet whose destination is the own node with respect to a specific adjacent node. It is preferable to request transmission to be suppressed.

このような構成によれば、各ノードは通信負荷が過大な転送先ノードに対するパケットの送信レートのみを抑制し、その他の転送先ノードに対する送信レートを維持できるので、効率的な通信を実現可能である。   According to such a configuration, each node can suppress only the packet transmission rate to the transfer destination node having an excessive communication load and maintain the transmission rate to other transfer destination nodes, so that efficient communication can be realized. is there.

また、前記送信レート管理手段は、パケットを送信する宛先ごとに、送信レートを設定するものであり、前記負荷判定手段は、宛先ノードごとに通信負荷を判定し、前記送信レート抑制要求手段は、過負荷であると判定された宛先ノードへの通信について、前記ストリーム数もしくは前記送信元ノード数に比した送信パケットの量が最も多い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、該宛先ノードへの送信レートを抑制するよう要求することが好適である。   Further, the transmission rate management means sets a transmission rate for each destination to which a packet is transmitted, the load determination means determines a communication load for each destination node, and the transmission rate suppression request means includes: For communication to a destination node determined to be overloaded, a specific adjacent node that is the adjacent node having the largest amount of transmission packets compared to the number of streams or the number of transmission source nodes is sent to the destination node. It is preferable to request to suppress the transmission rate.

このような構成によれば、各ノードは通信負荷が過大な宛先ノードに対するパケットの送信レートのみを抑制し、その他ノードを宛先とするパケットの送信レートを維持できるので、効率的な通信を実現可能である。   According to such a configuration, each node can suppress only the transmission rate of packets to a destination node with an excessive communication load and maintain the transmission rate of packets destined for other nodes, thus realizing efficient communication. It is.

また、本発明に係る無線通信方法は、複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信装置が行う無線通信方法であって、前記無線通信装置が、自ノードの送信レートを管理し、隣接ノードからパケットを受信し、自ノードの通信負荷を判定し、自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係る送信元ノードの数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求することを特徴とする。   In addition, a wireless communication method according to the present invention includes a plurality of wireless communication devices, and wireless communication performed by a wireless communication device in a wireless communication system that performs communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices. In the communication method, the wireless communication device manages a transmission rate of the own node, receives a packet from an adjacent node, determines the communication load of the own node, and determines that the communication load of the own node is overloaded. The transmission rate of the packet transmitted from the adjacent node among the plurality of adjacent nodes transmitting the packet to the own node is highest compared to the number of transmission source nodes related to the transmitted packet. It is characterized by requesting the transmission rate to be suppressed for a specific adjacent node that is an adjacent node.

また、本発明に係る無線通信方法は、複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信装置が行う無線通信方法であって、前記無線通信装置が、自ノードの送信レートを管理し、隣接ノードからパケットを受信し、自ノードの通信負荷を判定し、自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係るストリーム数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求することを特徴とする。   In addition, a wireless communication method according to the present invention includes a plurality of wireless communication devices, and wireless communication performed by a wireless communication device in a wireless communication system that performs communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices. In the communication method, the wireless communication device manages a transmission rate of the own node, receives a packet from an adjacent node, determines the communication load of the own node, and determines that the communication load of the own node is overloaded. Among the plurality of adjacent nodes transmitting packets to the own node, the transmission rate of packets transmitted from the adjacent node is the highest adjacent node compared to the number of streams related to the transmitted packets. It is characterized in that a certain adjacent node is requested to suppress the transmission rate.

また、本発明に係る無線通信プログラムは、複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信プログラムであって、前記無線通信装置に対して、自ノードの送信レートを管理させ、隣接ノードからパケットを受信させ、自ノードの通信負荷を判定させ、自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係る送信元ノードの数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求させることを特徴とする。   In addition, a wireless communication program according to the present invention is a wireless communication program in a wireless communication system that includes a plurality of wireless communication devices and performs communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices. When the wireless communication device manages the transmission rate of its own node, receives packets from adjacent nodes, determines the communication load of its own node, and determines that its communication load is overloaded Among the plurality of adjacent nodes transmitting packets to the own node, the adjacent node having the highest transmission rate of the packet transmitted from the adjacent node as compared with the number of transmission source nodes related to the transmitted packet. It is characterized in that a specific adjacent node is requested to suppress the transmission rate.

また、本発明に係る無線通信プログラムは、複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信プログラムであって、前記無線通信装置に対して、自ノードの送信レートを管理させ、隣接ノードからパケットを受信させ、自ノードの通信負荷を判定させ、自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係るストリーム数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求させることを特徴とする。   In addition, a wireless communication program according to the present invention is a wireless communication program in a wireless communication system that includes a plurality of wireless communication devices and performs communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices. When the wireless communication device manages the transmission rate of its own node, receives packets from adjacent nodes, determines the communication load of its own node, and determines that its communication load is overloaded In addition, among a plurality of adjacent nodes that are transmitting packets to the own node, the specified adjacent node that is the highest adjacent node compared to the number of streams related to the packet in which the transmission rate of the packet transmitted from the adjacent node is transmitted It is characterized in that the node is requested to suppress the transmission rate.

本発明によれば、マルチホップ通信ネットワークにおいて各ノードの通信機会が公平に保たれるようにしつつ輻輳を回避することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to avoid congestion while maintaining a fair communication opportunity of each node in a multi-hop communication network.

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本実施形態では、複数の移動可能な無線通信装置からアドホック無線通信ネットワークが構成される。アドホック無線ネットワークでは、直接通信することができないノード間の通信は、他のノードによる中継を介して実現される。このように、アドホック無線ネットワークは、複数のホップによって送信元ノードと宛先ノードの間で通信が行われるマルチホップ通信を用いている。
(First embodiment)
In this embodiment, an ad hoc wireless communication network is composed of a plurality of movable wireless communication devices. In an ad hoc wireless network, communication between nodes that cannot communicate directly is realized through relaying by other nodes. As described above, the ad hoc wireless network uses multi-hop communication in which communication is performed between a transmission source node and a destination node by a plurality of hops.

図1は、本実施形態に係るアドホック無線通信システムのネットワークトポロジーの例を示す図である。図1において、実線で結ばれたノード同士は直接通信を行うことができる。具体的には、図1におけるノード1はノードDおよびノード2と直接通信できる。このように、ノード1と直接通信できるノードのことを、ノード1の隣接ノードという。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network topology of an ad hoc wireless communication system according to the present embodiment. In FIG. 1, nodes connected by solid lines can directly communicate with each other. Specifically, node 1 in FIG. 1 can communicate directly with node D and node 2. A node that can directly communicate with node 1 in this way is called an adjacent node of node 1.

さて、図1においてノードDはインターネットなどへの接続を提供するアクセスポイントであるとする。このような場合、ネットワーク内の多くのノードがノードDと通信しようとするため、ノードDに近いほど通信負荷が増大し、輻輳が発生してしまう。本実施形態は、各ノードの送信レート(単位時間あたりに送信するパケットの量)を制御して輻輳を回避する際に、各ノードの送信機会が公平となるように送信レートを制御することを目的とする。   In FIG. 1, it is assumed that the node D is an access point that provides a connection to the Internet or the like. In such a case, since many nodes in the network try to communicate with the node D, the closer to the node D, the more the communication load increases and congestion occurs. In this embodiment, when the transmission rate of each node (the amount of packets transmitted per unit time) is controlled to avoid congestion, the transmission rate is controlled so that the transmission opportunities of each node are fair. Objective.

<機能構成>
本実施形態における無線通信装置について説明する。まず、本実施形態における無線通信装置は、移動可能な無線通信装置である。具体的には、ノートパソコン、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)等のようにその装置自体を持ち運び可能なものの他、自動車等に固定されて設置されてはいるが設置された対象物(自動車等)が移動体で
あるため移動する無線通信装置も含まれる。無線通信装置は、ハードウェア構成としては、バスを介して接続されたCPU(中央演算処理装置)、主記憶装置(RAM)、補助記憶装置(ROM)、通信インタフェースなどを備えるように構成される。
<Functional configuration>
A wireless communication apparatus according to this embodiment will be described. First, the wireless communication device in the present embodiment is a movable wireless communication device. Specifically, in addition to things that can carry the device itself, such as notebook computers, mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), etc., objects that are fixed but installed in automobiles (automobiles) Etc.) is a mobile body, and a wireless communication device that moves is also included. The wireless communication device is configured to include a CPU (Central Processing Unit), a main storage device (RAM), an auxiliary storage device (ROM), a communication interface, and the like connected via a bus as a hardware configuration. .

図2は、本実施形態における無線通信装置の機能構成を示す図である。本実施形態における無線通信装置は、補助記憶装置に記憶された各種のプログラム(OS、アプリケーション等)が主記憶装置にロードされCPUによって実行されることによって、パケット受信部11、パケット判定部12、パケットバッファ13、負荷判定部14、通信リソース割当部15、リソース割当パケット生成部16、パケット送信部17、経路記憶部18として機能する。また、本実施形態における無線通信装置の全部または一部の機能部は、専用のチップによって構成されても良い。   FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the wireless communication apparatus according to the present embodiment. In the wireless communication device according to the present embodiment, various programs (OS, applications, etc.) stored in the auxiliary storage device are loaded into the main storage device and executed by the CPU, whereby the packet reception unit 11, the packet determination unit 12, It functions as a packet buffer 13, a load determination unit 14, a communication resource allocation unit 15, a resource allocation packet generation unit 16, a packet transmission unit 17, and a path storage unit 18. In addition, all or part of the functional units of the wireless communication device in the present embodiment may be configured by a dedicated chip.

以下、図2を参照して無線通信装置の各機能部について説明する。なお、各機能部の詳細な動作については後述する処理フローの中で説明することとし、ここでは各機能部の概要について説明する。   Hereinafter, each functional unit of the wireless communication apparatus will be described with reference to FIG. The detailed operation of each functional unit will be described in a processing flow described later, and an outline of each functional unit will be described here.

パケット受信部11は、送信されるパケットを受信する。受信したパケットはパケット判定部12へ送られる。   The packet receiver 11 receives a transmitted packet. The received packet is sent to the packet determination unit 12.

パケット判定部12は、受信したパケットが自ノード宛である場合には上位層へと渡す。受信したパケットが他ノード宛であり中継すべきパケットである場合には、パケットバッファ13へ格納する。また、受信したパケットがリソース割当に関するパケット(リソース割当パケット)である場合には、通信リソース割当部15へと送る。   When the received packet is addressed to the own node, the packet determination unit 12 passes the packet to the upper layer. If the received packet is addressed to another node and should be relayed, it is stored in the packet buffer 13. If the received packet is a resource allocation packet (resource allocation packet), the packet is sent to the communication resource allocation unit 15.

パケットバッファ13は、送信するパケットを一時的に格納する。具体的には上位層(アプリケーションプログラム)から送信されるパケットや、自ノードが中継するパケットが格納される。   The packet buffer 13 temporarily stores a packet to be transmitted. Specifically, a packet transmitted from an upper layer (application program) and a packet relayed by the own node are stored.

負荷判定部14は、パケットバッファ13に溜まっているパケット量の変化をみることで、現在自ノードに割り当てられている通信リソースの過不足を判定する。   The load determination unit 14 determines whether the communication resources currently allocated to the own node are excessive or insufficient by looking at the change in the amount of packets accumulated in the packet buffer 13.

通信リソース割当部15は、隣接ノードから送信される通信リソース割当パケット(後述)にしたがって、自ノードに割り当てる通信リソースを調整する。また、通信リソース割当部15は、負荷判定部14によって自ノードに割り当てられている通信リソースが不足(通信負荷が過負荷)の場合に、パケット送信部17に割り当てている通信リソースの量を増やす。ここで、自ノードの通信リソースをこれ以上増やすことができない場合には、自ノードの上位層に対して送信量を少なくする通知を行うか、中継すべきパケットを送ってくる隣接ノードに対して通信リソースの削減を要求する。なお、通信リソースを削減することによって単位時間あたりに送信するパケットの数が低下するので、通信リソースの削減要求は送信レートの抑制要求に相当する。   The communication resource allocation unit 15 adjusts communication resources allocated to the own node according to a communication resource allocation packet (described later) transmitted from the adjacent node. Further, the communication resource allocation unit 15 increases the amount of communication resources allocated to the packet transmission unit 17 when the communication resource allocated to the node by the load determination unit 14 is insufficient (communication load is overloaded). . Here, when the communication resource of the own node cannot be increased any more, a notification to reduce the transmission amount is given to the upper layer of the own node or to the adjacent node that sends the packet to be relayed Request reduction of communication resources. Since the number of packets transmitted per unit time is reduced by reducing communication resources, a communication resource reduction request corresponds to a transmission rate suppression request.

逆に、自ノードに割り当てられている通信リソースと比べて通信負荷が少ない場合は、上位層または中継すべきパケットを送ってくる隣接ノードに対して、通信リソースの割当を増加させることを許可する通知を行う。   On the other hand, if the communication load is small compared to the communication resources allocated to the own node, it is allowed to increase the allocation of communication resources to the upper layer or an adjacent node that sends a packet to be relayed Make a notification.

なお、通信リソースとは通信に係る資源(リソース)であり、多く割り当てられるほど単位時間あたりに送信できるパケットの量(送信レート)が向上する。通信リソースの例として、無線通信装置が使用する無線通信方式に応じて、チャネル数、帯域幅、スロット数、バックオフ時間などを上げることができる。ここで、チャネル数、帯域幅およびスロット数については割当数が多いほどリソースが多くなる(送信レートが大きくなる)のに
対し、バックオフ時間については割り当てるバックオフ時間が短いほどリソースが多くなる。
Note that the communication resource is a resource (resource) related to communication, and the amount of packets (transmission rate) that can be transmitted per unit time improves as the number of communication resources is increased. As an example of communication resources, the number of channels, the bandwidth, the number of slots, the back-off time, and the like can be increased according to the wireless communication scheme used by the wireless communication apparatus. Here, with regard to the number of channels, the bandwidth, and the number of slots, the larger the number of allocations, the more resources (the transmission rate becomes larger), while the backoff time is increased as the allocated backoff time is shorter.

リソース割当パケット生成部16は、通信リソース割当部15によって、隣接ノードに対して通信リソースの削減を要求したり、通信リソースの割当を増加させることを許可したりすると判定された場合に、隣接ノードに対して送信するパケット(リソース割当パケット)を生成する。   When the communication resource allocation unit 15 determines that the communication resource allocation unit 15 requests the adjacent node to reduce the communication resource or allows the communication resource allocation to be increased, the resource allocation packet generation unit 16 A packet (resource allocation packet) to be transmitted is generated.

パケット送信部17は、パケットバッファ13に格納されているパケットや、リソース割当パケット生成部16が生成したリソース割当パケットを送信する。この際、パケット生成部17は、通信リソース割当部15によって自ノードに割り当てられている通信リソースの範囲内でパケットの送信を行う。   The packet transmission unit 17 transmits the packet stored in the packet buffer 13 and the resource allocation packet generated by the resource allocation packet generation unit 16. At this time, the packet generation unit 17 transmits the packet within the range of communication resources allocated to the own node by the communication resource allocation unit 15.

経路記憶部18には、経路情報が記憶されており、宛先ノードごとに次にどの隣接ノードにパケットを送信すればよいかが記憶されている。経路情報の作成は既存のどのような技術によって行われても良く、例えば、AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)プロトコルやOLSR(Optimized Link State Routing)プロトコルなどによって作成することができるが、その他の方法によって経路情報を作成しても良い。なお、プロアクティブ型のルーティングプロトコルを用いてあらかじめ経路情報テーブルを作成しておく方法以外に、DSR(Dynamic Source Routing)プロトコル等のリアクティブ型のルーティングプロトコルを用いてパケット送信時に経路情報を取得する構成としても構わない。   The route storage unit 18 stores route information and stores which adjacent node should be next transmitted for each destination node. The route information may be created by any existing technology, for example, it can be created by an AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector) protocol or OLSR (Optimized Link State Routing) protocol. The route information may be created by other methods. In addition to creating a route information table in advance using a proactive routing protocol, route information is acquired at the time of packet transmission using a reactive routing protocol such as DSR (Dynamic Source Routing) protocol. It does not matter as a configuration.

<処理フロー>
次に、図3のフローチャートを用いて、本実施形態における無線通信装置の流量制御の処理フローについて説明する。この図3のフローチャートは一定時間ごとに行われる処理である。
<Processing flow>
Next, a processing flow of flow control of the wireless communication device in the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 3 is a process performed at regular intervals.

まず、負荷判定部14がパケットバッファ13をチェックし(S101)、現在の通信負荷と自ノードに割り当てられている通信リソースとの比較を行う(S102)。この比較は、パケットバッファ13に溜まっているパケットの量が増加しているのか、減少しているのか、変化がないのかを判定することによって行われる。   First, the load determination unit 14 checks the packet buffer 13 (S101), and compares the current communication load with the communication resources allocated to the own node (S102). This comparison is performed by determining whether the amount of packets accumulated in the packet buffer 13 is increasing, decreasing, or unchanged.

通信負荷が通信リソースよりも大きい過負荷状態の場合、すなわちパケットバッファ13内のパケット数が増加している場合は、ステップS103へと進む。   When the communication load is larger than the communication resource, that is, when the number of packets in the packet buffer 13 is increased, the process proceeds to step S103.

ステップS103では、自ノードに通信リソースを割り当てることが可能であるか判定する(S103)。すなわち、現在自ノードに割り当てられている通信リソースと、自ノードが割当可能な通信リソースを比較し、現在割り当てられている通信リソースが割当可能な通信リソースよりも少ない場合は、割当可能な範囲内で自ノードに通信リソースを割り当てる。なお、通信リソースが割当可能であるというのは、自ノードが能力的に余剰の通信リソースを保有しているだけでなく、これに加えて他ノードから通信リソースの割当を許可されていることをいう。   In step S103, it is determined whether it is possible to allocate communication resources to the own node (S103). That is, the communication resource currently allocated to the own node is compared with the communication resource that can be allocated by the own node. Allocate communication resources to the own node. Note that communication resources can be allocated not only because the own node possesses surplus communication resources in terms of capability, but also in addition to this, it is permitted to allocate communication resources from other nodes. Say.

自ノードに通信リソースを割り当てることが可能である場合(S103−YES)は、自ノードのパケット送信部17に通信リソースを割り当てる(S104)。一方、自ノードにこれ以上通信リソースを割り当てられない場合(S103−NO)は、通信リソース割当部15が、自ノードが送信すべきパケット量を削減(送信レートを低下)するために、自ノードの上位層もしくは自ノードにパケットを送信してくる隣接ノードに対して送信レートを低下する送信量削減処理を行う(S105)。この処理の詳細は後述する。   If the communication resource can be allocated to the own node (S103-YES), the communication resource is allocated to the packet transmission unit 17 of the own node (S104). On the other hand, when no more communication resources can be allocated to the own node (S103-NO), the communication resource allocation unit 15 reduces the amount of packets to be transmitted by the own node (decreases the transmission rate). A transmission amount reduction process for lowering the transmission rate is performed on an adjacent node that transmits a packet to the upper layer or the own node (S105). Details of this processing will be described later.

また、ステップS102において、通信負荷が通信リソースよりも小さい場合、すなわちパケットバッファ13内のパケット数が減少している場合は、ステップS106へと進み、自ノードの上位層もしくは自ノードにパケットを送信してくる隣接ノードに対して送信レートを増加させても良いことを通知する送信量増加処理を行う(S106)。この処理の詳細も後述する。   In step S102, if the communication load is smaller than the communication resource, that is, if the number of packets in the packet buffer 13 is decreasing, the process proceeds to step S106, and the packet is transmitted to the upper layer of the own node or the own node. A transmission amount increasing process for notifying the adjacent node that the transmission rate may be increased is performed (S106). Details of this processing will also be described later.

また、通信負荷と通信リソースとが均衡している場合、すなわちパケットバッファ13内のパケット数に変化がない場合には、特に処理を行わずこのルーチンを終了する。なお、パケットバッファ13に溜まっているパケット数に変化があるかないかの判定は、ある程度のマージンを取って判定する構成としても構わない。   If the communication load and communication resources are balanced, that is, if the number of packets in the packet buffer 13 is not changed, this routine is terminated without performing any particular processing. The determination as to whether or not the number of packets accumulated in the packet buffer 13 has changed may be made with a certain margin.

[送信量削減処理]
次に、通信リソース割当部15がステップS105において行う、送信量削減処理の詳細を図4のフローチャートを用いて説明する。
[Transmission reduction processing]
Next, details of the transmission amount reduction process performed by the communication resource allocation unit 15 in step S105 will be described with reference to the flowchart of FIG.

通信リソース割当部15は、まず、パケットバッファ13に溜まっているパケットを調べて、転送元ノードごとに、そのノードからのパケットの数と、そのパケットに係る送信元ノードの数を算出する(S201)。バッファ内に溜まっているパケットの量は、その転送元ノードからの送信レート(に比例する)とみなすことができる。なお、ここで転送元ノードには自ノードも含まれる。すなわち、自ノードの上位層がパケットバッファ13に格納したパケットについても、ステップS201において調べられることになる。   First, the communication resource allocation unit 15 examines the packets accumulated in the packet buffer 13 and calculates the number of packets from the node and the number of transmission source nodes related to the packet for each transfer source node (S201). ). The amount of packets accumulated in the buffer can be regarded as the transmission rate (proportional to) the transmission source node. Here, the transfer source node includes its own node. That is, the packet stored in the packet buffer 13 by the upper layer of the own node is also examined in step S201.

全ての転送元ノードについてパケット数および送信元ノード数を算出した後に、送信元ノードあたりのパケット数が最も多いノードを選択する(S202)。すなわち、送信元ノードの数に比して最も送信レートの高いノードを選択する。ここで、送信元ノードあたりのパケット数が最も多いノードが複数存在する場合には、パケットバッファに格納されているパケット数が最も多いノードを選択することが好適である。また、格納されているパケット数も同数である場合には、ランダムに1つのノードを選択するようにしてもよい。   After calculating the number of packets and the number of transmission source nodes for all transfer source nodes, the node having the largest number of packets per transmission source node is selected (S202). That is, the node with the highest transmission rate is selected as compared with the number of transmission source nodes. Here, when there are a plurality of nodes having the largest number of packets per source node, it is preferable to select the node having the largest number of packets stored in the packet buffer. In addition, when the number of stored packets is the same, one node may be selected at random.

そして、選択されたノードが自ノードであるか判定し(S203)、自ノードである場合(S203−YES)には、通信リソース割当部15は上位層へ送信量を削減するよう要求する(S205)。一方、選択されたノードが自ノードではない場合(S203−NO)、すなわち選択されたノードが隣接ノードである場合には、選択したノードへリソースを削減する指示を送信する(S204)。隣接ノードへのリソース削減の指示は、具体的には、リソース割当パケット生成部16が、リソースの削減を指示するパケット(リソース割当パケット)を生成し、このパケットをパケット送信部17が送信することによって行われる。   Then, it is determined whether the selected node is the local node (S203). If the selected node is the local node (S203-YES), the communication resource allocation unit 15 requests the higher layer to reduce the transmission amount (S205). ). On the other hand, if the selected node is not its own node (S203—NO), that is, if the selected node is an adjacent node, an instruction to reduce resources is transmitted to the selected node (S204). More specifically, the resource allocation instruction to the adjacent node is that the resource allocation packet generator 16 generates a packet (resource allocation packet) instructing resource reduction, and the packet transmitter 17 transmits this packet. Is done by.

図5は、リソース割当パケットのメッセージフォーマットを示す図である。図5が示すように、リソース割当パケットは、IPヘッダ51、TCP/UDPヘッダ52、リソースの削減を通知するのか増加許可を通知するのかを示す種別53、時刻54、どの宛先ノードあての通信についてリソースの割当を通知するのかを示す宛先アドレス55、および割り当てるリソースをどれだけ削減もしくは増加するのかを示すリソース変化量56とから構成される。   FIG. 5 is a diagram showing a message format of the resource allocation packet. As shown in FIG. 5, the resource allocation packet includes an IP header 51, a TCP / UDP header 52, a type 53 indicating whether to notify resource reduction or increase permission, time 54, and communication to which destination node A destination address 55 indicating whether to notify resource allocation and a resource change amount 56 indicating how much the allocated resource is to be reduced or increased are configured.

S204においては、リソースを削減する要求するリソース割当パケットが生成され、これを受信した隣接ノードは、自ノードの通信リソースの割当を減少させる。   In S204, a resource allocation packet for requesting resource reduction is generated, and the adjacent node that has received the packet decreases allocation of communication resources of the own node.

[送信量増加処理]
次に、通信リソース割当部15がステップS106において行う、送信量増加処理の詳細を図6のフローチャートを用いて説明する。
[Transmission increase processing]
Next, details of the transmission amount increasing process performed by the communication resource allocation unit 15 in step S106 will be described with reference to the flowchart of FIG.

通信リソース割当部15は、まず、パケットバッファ13に溜まっているパケットを調べて、転送元ノードごとに、そのノードからのパケットの数と、そのパケットに係る送信元ノードの数を算出する(S301)。ここで、転送元ノードに自ノードが含まれることは上記の送信量削減処理と同様である。   First, the communication resource allocation unit 15 examines the packets accumulated in the packet buffer 13, and calculates the number of packets from the node and the number of transmission source nodes related to the packet for each transfer source node (S301). ). Here, the fact that the own node is included in the transfer source node is the same as the transmission amount reduction process described above.

全ての転送元ノードについてパケット数および送信元ノード数を算出した後に、送信元ノードあたりのパケット数が最も少ないノードを選択する(S302)。すなわち、送信元ノードの数に比して最も送信レートの低いノードを選択する。そして、選択されたノードが自ノードであるか判定し(S303)、自ノードである場合(S303−YES)には、通信リソース割当部15は上位層へ送信量を増加しても良いことを通知する(S305)。一方、選択されたノードが自ノードではない場合(S303−NO)、すなわち選択されたノードが隣接ノードである場合には、選択されたノードへリソースを増加しても良いことを通知する(S304)。隣接ノードへのリソース増加許可の通知は、上記と同様に、リソース割当パケット生成部16が図5に示すリソース割当パケットを生成して、これをパケット送信部17が送信することによって行われる。   After calculating the number of packets and the number of transmission source nodes for all transfer source nodes, the node having the smallest number of packets per transmission source node is selected (S302). That is, the node having the lowest transmission rate is selected as compared with the number of transmission source nodes. Then, it is determined whether or not the selected node is the own node (S303). If the selected node is the own node (S303-YES), the communication resource allocation unit 15 may increase the transmission amount to the upper layer. Notification is made (S305). On the other hand, if the selected node is not its own node (S303-NO), that is, if the selected node is an adjacent node, the selected node is notified that the resource may be increased (S304). ). In the same way as described above, the resource allocation packet generation unit 16 generates the resource allocation packet shown in FIG. 5 and the packet transmission unit 17 transmits the resource allocation packet to the adjacent node.

<動作例>
本実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する。ここでは、図1の示すネットワークトポロジーの状況において、ノード1,4,5,6の4つのノードがノードDに対してパケットを送信する場合を例にとって説明する。
<Operation example>
An operation example of flow control in this embodiment will be described. Here, a case where four nodes of nodes 1, 4, 5, and 6 transmit packets to node D in the situation of the network topology shown in FIG.

なお、ここでは、通信リソースの量を単位時間あたりに送信できるパケットの量で示すことにし、各隣接ノード間に割り当てること可能な最大通信リソース数を「4」として説明する。   Here, the amount of communication resources is indicated by the amount of packets that can be transmitted per unit time, and the maximum number of communication resources that can be allocated between adjacent nodes is described as “4”.

図7a〜図7gは、リソース割当の変化すなわち各ノードの送信レートの変化を説明する図である。図7aでは全てのノードが最大の送信レートでパケットを送信しており、徐々にフロー制御が効いて図7gでパケット落ちの生じない定常状態となっている。なお、図7a〜図7gでは、ノード間で単位時間あたりに送信されるパケットの数(送信レート)とそのパケットの送信元ノード、および各ノードに割り当てられる通信リソースの量が示されている。例えば、図7aにおいて、ノード1はノードDに対して単位時間あたり4つのパケットを送信しており、それらのパケットの送信元ノードはノード1,4,5,6である。また、ノード1に割り当てられている通信リソース量が「4」であることが分かる。   7a to 7g are diagrams for explaining changes in resource allocation, that is, changes in the transmission rate of each node. In FIG. 7a, all the nodes transmit packets at the maximum transmission rate, and the flow control is gradually effective, and in FIG. 7a to 7g show the number of packets (transmission rate) transmitted per unit time between nodes, the transmission source node of the packet, and the amount of communication resources allocated to each node. For example, in FIG. 7a, node 1 transmits four packets per unit time to node D, and the source nodes of these packets are nodes 1, 4, 5, and 6. It can also be seen that the communication resource amount assigned to the node 1 is “4”.

図7aの状況において、ノード1,2,3の各ノードに対して、単位時間あたり4つ以上のパケットが入ってくるため、ここでパケット落ちが生じている。なお、ノード1が受信するパケットの数は単位時間あたり4つであるが、ノード1(のアプリケーション)からもパケットの送信が行われるため、パケット落ちが生じてしまう。   In the situation of FIG. 7a, four or more packets per unit time are input to each of the nodes 1, 2, and 3, and packet dropping occurs here. Note that the number of packets received by the node 1 is four per unit time. However, since packets are also transmitted from the node 1 (applications thereof), packet drops occur.

そこで、ノード1は、送信元のノードであるノード2に対してリソースの削減(送信レートの低減)を要求する。   Therefore, the node 1 requests a resource reduction (transmission rate reduction) from the node 2 which is a transmission source node.

また、ノード2も送信元のノードに対してリソースの削減を要求する。ここで、ノード2はノード3とノード4からパケットを受信しており、どのノードに対してリソースの削減を要求するのか以下のようにして決定する。ノード3から受信するパケットは、送信元ノードがノード5,6の2つであってパケット数(送信レート)は「4」であることが分
かる。一方、ノード4から受信するパケットは、送信元ノードがノード4の1つだけであってパケット数は「4」であることが分かる。したがって、ノード2からは送信元ノードあたり2つのパケットが送信されてくるのに対し、ノード4からは送信元ノードあたり4つのパケットが送信されてくる。したがって、ノード2は、送信元ノードあたりの送信パケット数が多い(送信レートが高い)ノード4に対してリソースを削減する要求を送信する。
The node 2 also requests the source node to reduce resources. Here, the node 2 receives packets from the node 3 and the node 4, and determines to which node resource reduction is requested as follows. It can be seen that the packets received from the node 3 have two transmission source nodes, the nodes 5 and 6, and the number of packets (transmission rate) is “4”. On the other hand, it can be seen that the number of packets received from the node 4 is only one node 4 and the number of packets is “4”. Therefore, two packets are transmitted from the node 2 per source node, whereas four packets are transmitted from the node 4 per source node. Therefore, the node 2 transmits a request for resource reduction to the node 4 having a large number of transmission packets per transmission source node (a high transmission rate).

また、ノード3も送信元のノードに対してリソースの削減を要求する。この際、ノード3は、ノード5,6からパケットを受信しており、いずれのノードからも送信元ノードあたり4つのパケットを受信している。したがって、ノード5,6のどちらにリソースの削減を要求しても良く、ここではノード5に対してリソースの削減を要求している。   The node 3 also requests the source node to reduce resources. At this time, the node 3 receives packets from the nodes 5 and 6, and receives four packets per source node from any node. Therefore, either node 5 or 6 may be requested to reduce the resource, and here, the node 5 is requested to reduce the resource.

図7aにおいて上記のようにパケット落ちの発生している各ノードが隣接ノードに対してリソース削減要求を送信した結果、図7bに示す状況となる。   As shown in FIG. 7a, each node in which a packet drop occurs as described above transmits a resource reduction request to the adjacent node, resulting in the situation shown in FIG. 7b.

図7bに示す状況において、ノード1では、ノード2からの送信レートが低下したためパケット落ちが解消している。一方、ノード2,3ではパケット落ちが解消していないので、さらに隣接ノードに対してリソースの削減要求を行う。ノード2は、送信元ノードあたり3つのパケットを送信しているノード4に対してリソースの削減要求を行う。また、ノード3は、送信元ノードあたり4つのパケットを送信しているノード6に対してリソースの削減要求を行う。   In the situation shown in FIG. 7b, packet drop is eliminated in node 1 because the transmission rate from node 2 has fallen. On the other hand, since the packet drop has not been resolved in the nodes 2 and 3, further resource reduction requests are made to the adjacent nodes. The node 2 makes a resource reduction request to the node 4 that is transmitting three packets per transmission source node. Further, the node 3 makes a resource reduction request to the node 6 that is transmitting four packets per transmission source node.

この結果、図7bに示す状況から図7cに示す状況となる。ここでも、未だにノード2,3でパケット落ちが解消していないので、さらに隣接ノードに対してリソースの削減要求を行う。ノード2は、ノード3,4のいずれからも送信元ノードあたり2つのパケットを受信している。そこでノード2は単位時間あたりに送信するパケットの量の多いノード3に対してリソースの削減要求を行う。ノード3は、ノード5,6が同じ条件でパケットを送信しているため、ノード5,6のどちらに対してリソースの削減要求を送信しても良い。ここではノード5に対してリソースの削減要求を送信することとする。   As a result, the situation shown in FIG. 7c is changed from the situation shown in FIG. 7b. Again, since packet drops have not yet been resolved at nodes 2 and 3, a resource reduction request is further made to the adjacent nodes. Node 2 receives two packets per source node from both nodes 3 and 4. Therefore, the node 2 makes a resource reduction request to the node 3 having a large amount of packets to be transmitted per unit time. Since the nodes 3 and 6 are transmitting packets under the same conditions, the node 3 may transmit a resource reduction request to either of the nodes 5 and 6. Here, a resource reduction request is transmitted to the node 5.

この結果、図7cに示す状況から図7dに示す状況となる。ここでも、未だにノード2,3でパケット落ちが解消していないので、さらに隣接ノードに対してリソースの削減要求を行う。上記と同様の基準によって、ノード2はノード4に対して、ノード3はノード6に対してリソースの削減を要求する。   As a result, the situation shown in FIG. 7d is changed from the situation shown in FIG. 7c. Again, since packet drops have not yet been resolved at nodes 2 and 3, a resource reduction request is further made to the adjacent nodes. Based on the same criteria as above, node 2 requests node 4 and node 3 requests node 6 to reduce resources.

この結果、図7dに示す状況から図7eに示す状況となる。ここでも、未だにノード2,3でパケット落ちが解消していないので、さらに隣接ノードに対してリソースの削減要求を行う。上記と同様の基準によって、ノード2はノード3に対して、ノード3はノード5に対してリソースの削減を要求する。   As a result, the situation shown in FIG. Again, since packet drops have not yet been resolved at nodes 2 and 3, a resource reduction request is further made to the adjacent nodes. Based on the same criteria as described above, the node 2 requests the node 3 and the node 3 requests the node 5 to reduce the resource.

この結果、図7eに示す状況から図7fに示す状況となる。この時点でノード2ではパケット落ちが解消する。一方、ノード3ではパケット落ちが解消していないので、さらにノード6に対してリソースの削減要求を行う。   As a result, the situation shown in FIG. 7f is changed from the situation shown in FIG. 7e. At this point, the node 2 eliminates the packet drop. On the other hand, since the packet drop has not been resolved in the node 3, a resource reduction request is further made to the node 6.

最終的に図7gに示す状況となり、ノード3においてもパケット落ちが解消され、全てのノードにおいてパケット落ちが解消される。図7gに示すように、ノードDに対してパケットを送信しているノード1,4,5,6はいずれも、単位時間あたりに1つのパケットを送信するように送信レートが制御され、各送信元ノードに割り当てられる通信リソースが均等になるようにフロー制御が実行されたことが分かる。   The situation finally becomes as shown in FIG. 7g, and the packet drop is eliminated also at the node 3, and the packet drop is eliminated at all the nodes. As shown in FIG. 7g, the transmission rate is controlled so that each of the nodes 1, 4, 5, and 6 transmitting packets to the node D transmits one packet per unit time. It can be seen that the flow control is executed so that the communication resources allocated to the original node are equalized.

<作用・効果>
本実施形態によれば、通信が集約してパケット落ちが発生するような状況において、各ノードに割り当てられる通信リソースを制御して送信レートを制御することでパケット落ちを解消することが可能となる。これにより、パケット落ちに伴う再送処理等を省くことができるため、効率的な通信を行うことが可能となる。
<Action and effect>
According to the present embodiment, in a situation where communication is aggregated and packet drops occur, it is possible to eliminate the packet drop by controlling the communication resource allocated to each node and controlling the transmission rate. . As a result, it is possible to omit a retransmission process or the like accompanying a packet drop, so that efficient communication can be performed.

そして、送信レートの制御において、各送信元ノードに対して割り当てられる通信リソースの量が均等になるようにフロー制御が行われる。すなわち、図7gに示すように、ノード1,4,5,6のいずれも同じ送信レートでノードDと通信を行うことができ、各ノードで均等な通信機会を得ることができる。   In transmission rate control, flow control is performed so that the amount of communication resources allocated to each transmission source node is equalized. That is, as shown in FIG. 7g, all of the nodes 1, 4, 5 and 6 can communicate with the node D at the same transmission rate, and an equal communication opportunity can be obtained at each node.

さらに、本実施形態においては、各ノードは隣接ノードに対して送信レートを変更するよう指示するだけで、システム全体の通信が最適化される。また、送信レートの変更を要求する際に、各ノードは自ノード内で取得可能な情報のみに基づいてどのノードに対して送信レートの変更を要求するか決定しており、他ノードとの通信はリソース削減を要求する通知のみとなっている。したがって、フロー制御を行うために余計な通信が発生することがなくオーバーヘッドが生じないため、効率的に通信を行うことができる。   Furthermore, in this embodiment, each node simply instructs the adjacent node to change the transmission rate, and communication of the entire system is optimized. In addition, when requesting a change in transmission rate, each node determines which node to request a change in transmission rate based on only information that can be acquired within its own node, and communicates with other nodes. Is only a notification requesting resource reduction. Therefore, unnecessary communication does not occur for performing flow control, and overhead does not occur, so communication can be performed efficiently.

<変形例>
上記の説明では、通信リソースの削減を要求する際に、通信リソースを「1」ずつ削減しているが、通信負荷が大きい場合にはさらに多くの量の通信リソースを削減するよう要求しても良い。通信負荷が大きいか否かは、パケットバッファに溜まっているパケットの量の増加量が所定の閾値よりも大きいか否かによって判断することができる。
<Modification>
In the above description, when requesting reduction of communication resources, the communication resources are reduced by “1”. However, if the communication load is large, it may be requested to reduce a larger amount of communication resources. good. Whether or not the communication load is large can be determined by whether or not the increase amount of the amount of packets accumulated in the packet buffer is larger than a predetermined threshold.

また、上記の説明では、通信リソースの削減は隣接ノードのうちの1つのノードに対してのみ通知していたが、複数のノードに対して同時に通信リソースを削減するように要求しても良い。特に、通信負荷が大きい場合に複数のノードに対して同時に通信リソースを削減することが好ましい。   In the above description, the communication resource reduction is notified only to one of the adjacent nodes. However, a plurality of nodes may be requested to simultaneously reduce the communication resource. In particular, it is preferable to simultaneously reduce communication resources for a plurality of nodes when the communication load is large.

これらの方法によれば、より迅速にパケット落ちを解消することが可能となる。   According to these methods, it is possible to eliminate packet dropping more quickly.

また、上記の説明では、自ノードにパケットを送信してくる隣接ノードの送信レートを、パケットバッファ13内に溜まっているパケット数に基づいて判断しているが、より直接的に単位時間あたりに何個のパケットを受信したかによって判断しても構わない。   In the above description, the transmission rate of the adjacent node that transmits packets to its own node is determined based on the number of packets accumulated in the packet buffer 13, but more directly per unit time. You may judge by how many packets were received.

(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、各送信元ノードの送信レートが均等になるようにフロー制御を行った。これに対して本実施形態では、各ストリームあたりの送信レートが均等になるようにフロー制御を行う。なお、ストリームとは、送信元ノードと宛先ノードのペアであり、同じ送信元ノードから送信されるパケットであっても宛先が異なればそれらは異なるストリームである。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the flow control is performed so that the transmission rates of the transmission source nodes are equal. On the other hand, in this embodiment, flow control is performed so that the transmission rate per stream is equal. A stream is a pair of a transmission source node and a destination node, and even if packets are transmitted from the same transmission source node, they are different streams if the destinations are different.

本実施形態も第1の実施形態の構成と基本的に同様であるため、異なる部分について説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、図3のフローチャートにおける、送信量削減処理(S105)および送信量増加処理(S106)の内容である。   Since this embodiment is basically the same as the configuration of the first embodiment, different parts will be described. The difference between this embodiment and the first embodiment is the contents of the transmission amount reduction process (S105) and the transmission amount increase process (S106) in the flowchart of FIG.

本実施形態における自ノードの送信量を削減するための送信量削減処理のフローチャートは図8に示すとおりである。通信リソース割当部15は、まず、転送元ノードごとに、転送元ノードが送信しているストリームの数とパケットバッファ13に格納されているパケットの数を算出する(S801)。ストリームの数は、パケットバッファ13内に格納
されている特定の送信元ノードからのパケットを調べて、宛先ノードが何種類存在するか調べることによって得られる。
The flowchart of the transmission amount reduction process for reducing the transmission amount of the own node in this embodiment is as shown in FIG. First, for each transfer source node, the communication resource allocation unit 15 calculates the number of streams transmitted by the transfer source node and the number of packets stored in the packet buffer 13 (S801). The number of streams is obtained by examining packets from a specific source node stored in the packet buffer 13 and examining how many types of destination nodes exist.

そして、通信リソース割当部15はストリームあたりのパケット数が最も多い送信元ノードを選択する(S802)。すなわち、ストリームあたりのパケット数が最も多い送信元ノードが複数存在する場合は、パケットバッファ13内のパケット数が最も多い送信元ノードを選択することが好ましく、この条件も同等の場合はランダムに送信元ノードを選択して良い。   Then, the communication resource allocation unit 15 selects a transmission source node having the largest number of packets per stream (S802). That is, when there are a plurality of transmission source nodes having the largest number of packets per stream, it is preferable to select the transmission source node having the largest number of packets in the packet buffer 13, and when this condition is also equal, transmission is performed randomly. You can select the original node.

選択されたノードが自ノードである場合(S803−YES)は、自ノードの上位層に対して送信量の削減を要求し(S805)、選択されたノードが隣接ノードである場合(S803−NO)は、選択されたノードに対してリソース削減指示を送信する(S804)。隣接ノードへのリソース削減指示は、第1の実施形態と同様に、リソース割当パケット生成部16によって生成されたリソース割当パケットを送信することによって行われる。   When the selected node is its own node (S803-YES), it requests the upper layer of its node to reduce the transmission amount (S805), and when the selected node is an adjacent node (S803-NO) ) Transmits a resource reduction instruction to the selected node (S804). The resource reduction instruction to the adjacent node is performed by transmitting the resource allocation packet generated by the resource allocation packet generator 16 as in the first embodiment.

また、本実施形態における送信量増加処理のフローチャートは図9に示すとおりである。送信量増加処理においても上記の送信量削減処理と同様に、転送元ノードごとに、ストリームの数とパケットの数とを算出し(S901)、ストリームあたりのパケット数が最も少ないノードを選択している(S902)。そして、選択されたノードに対して送信量を増加しても良いことを通知している(S904・S905)。   Further, a flowchart of the transmission amount increasing process in the present embodiment is as shown in FIG. Also in the transmission amount increase process, the number of streams and the number of packets are calculated for each transfer source node in the same manner as the above transmission amount reduction process (S901), and the node with the smallest number of packets per stream is selected. (S902). Then, it notifies the selected node that the transmission amount may be increased (S904 / S905).

次に、本実施形態におけるフロー制御の動作例を図10a〜図10fを用いて説明する。ここでは、図10aに示すネットワークトポロジーの状況において、ノード1,2,3,4の4つのノードがノードDに対してパケットを送信し、かつ、ノード3はノード1に対してもパケットを送信している場合を例に説明する。図10aに示す状況では、ノード1,2,4は1ストリームのみの通信を行っているのに対し、ノード3は2ストリームの通信を行っている。なお、図10aにおいて、四角で表されるパケットがノードD宛であり、丸で表されるパケットがノード1宛である。また、パケット内に示されている数字は送信元ノードの番号である。   Next, an example of the flow control operation in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10a to 10f. Here, in the situation of the network topology shown in FIG. 10 a, four nodes 1, 2, 3, and 4 transmit a packet to node D, and node 3 also transmits a packet to node 1 An example will be described. In the situation shown in FIG. 10a, the nodes 1, 2 and 4 are communicating with only one stream, while the node 3 is communicating with two streams. In FIG. 10a, a packet represented by a square is addressed to node D, and a packet represented by a circle is addressed to node 1. The number shown in the packet is the source node number.

図10aに示す状況では、全てのノードが最大の送信レート(割当リソース量「4」)でパケットを送信している。ここで、ノード1には単位時間あたり4個のパケットが送信され、自ノードからも単位時間あたり1個のパケットを送信するが、受信パケットのうち1個は自ノード宛であるため、ノード1においてはパケット落ちが生じていない。これに対してノード2においては、転送すべきパケットの量が送信レートを超えるためパケット落ちが生じてしまう。   In the situation illustrated in FIG. 10a, all nodes transmit packets at the maximum transmission rate (allocated resource amount “4”). Here, four packets are transmitted to the node 1 per unit time, and one packet is transmitted from the own node per unit time. However, since one of the received packets is addressed to the own node, the node 1 No packet dropping has occurred. On the other hand, in the node 2, since the amount of packets to be transferred exceeds the transmission rate, packet dropping occurs.

そこで、ノード2は送信量を削減すべく自ノードの隣接ノードに対して送信レートの削減を要求する。ノード3はノードD宛とノード1宛の2ストリームの通信を行っており、送信量は単位時間あたり「4」であるため、ストリームあたりの送信量は「2」である。これに対して、ノード4はノードD宛の1ストリームの通信に対して、送信量「4」である。したがって、1ストリームあたりの送信量はノード4の方が多いので、ノード2はノード4に対して、リソースの削減(送信レートの低下)を要求する。   Therefore, the node 2 requests the adjacent node of the own node to reduce the transmission rate in order to reduce the transmission amount. Since the node 3 performs communication of the two streams addressed to the node D and the node 1, and the transmission amount is “4” per unit time, the transmission amount per stream is “2”. On the other hand, the transmission amount of the node 4 is “4” for one stream communication addressed to the node D. Accordingly, since the transmission amount per stream is larger in the node 4, the node 2 requests the node 4 to reduce resources (decrease in transmission rate).

この結果、図10bに示すようにノード4に割り当てられる通信リソース量が「3」に減少するが、まだノード2においてパケット落ちが発生している。ここで、ノード3は1ストリームあたりの送信量が「2」で、ノード4は1ストリームあたりの送信量が「3」であるため、ノード2はノード4に対してさらにリソースの削減を要求する。   As a result, as shown in FIG. 10B, the amount of communication resources allocated to the node 4 decreases to “3”, but packet dropping still occurs in the node 2. Here, since the transmission amount per stream is “2” and the transmission amount per stream is “3”, the node 2 requests the node 4 to further reduce resources. .

この結果、ノード4の通信リソース量が「2」となる(図10c)が、ノード2でのパケット落ちは解消していない。ここで、ノード3,4ともに1ストリームあたりの送信量が「2」であるが、ノード3からのパケットの量の方が多いので、ここではノード2はノード3に対して通信リソースの削減を要求する。   As a result, the communication resource amount of the node 4 becomes “2” (FIG. 10c), but the packet drop at the node 2 has not been eliminated. Here, the transmission amount per stream is “2” for both the nodes 3 and 4, but the amount of packets from the node 3 is larger, so here the node 2 reduces the communication resources with respect to the node 3. Request.

この結果、ノード3の通信リソース量が「3」となる(図10d)が、ノード2でのパケット落ちは解消していない。ここで、ノード3は1ストリームあたりの送信量が「1.5」であるのに対し、ノード4は1ストリームあたりの送信量が「2」であるため、ノード2はノード4に対して通信リソースの削減を要求する。   As a result, the communication resource amount of the node 3 becomes “3” (FIG. 10d), but the packet drop at the node 2 has not been eliminated. Here, since the transmission amount per stream is “1.5” in the node 3, the transmission amount per stream is “2” in the node 4, so the node 2 communicates with the node 4. Request resource reduction.

この結果、ノード4の通信リソース量は「1」となる(図10e)が、ノード2でのパケット落ちは解消していない。ここで、ノード3は1ストリームあたりの送信量が「1.5」であるのに対し、ノード4は1ストリームあたりの送信量が「1」であるため、ノード2はノード3に対して通信リソースの削減を要求する。   As a result, the communication resource amount of the node 4 becomes “1” (FIG. 10e), but the packet drop at the node 2 has not been eliminated. Here, since the transmission amount per stream is “1.5” in the node 3, the transmission amount per stream is “1” in the node 4, so the node 2 communicates with the node 3. Request resource reduction.

この結果、ノード3の通信リソース量が「2」となる(図10f)。この状態でノード2におけるパケット落ちが解消する。図10eに示すように、いずれのノードについても割り当てられる通信リソース量は、そのノードが通信しているストリーム数に比例したものになる。すなわち、1ストリームあたりに割り当てられる通信リソース量(送信レート)が均等になり、各ストリーム(送受信ノードのペア)について平等な通信機会が与えられるようにフロー制御が実現される。   As a result, the communication resource amount of the node 3 becomes “2” (FIG. 10f). In this state, the packet drop at the node 2 is eliminated. As shown in FIG. 10e, the amount of communication resources allocated to any node is proportional to the number of streams with which that node is communicating. That is, flow control is realized so that the amount of communication resources (transmission rate) allocated per stream is equalized and equal communication opportunities are given to each stream (a pair of transmission / reception nodes).

(第3の実施形態)
本実施形態では、各ノードは転送先ノードごとに異なる通信リソース量(送信レート)を設定することを特徴とする。
(Third embodiment)
This embodiment is characterized in that each node sets a different communication resource amount (transmission rate) for each transfer destination node.

ここでは、図11に示す状況を例に説明する。図11においては、ノード1はノードD1とノードD2を宛先とする通信を行っており、ノード2はノードD1のみを宛先とする通信を行っている。図11に示すように、ノード1からのノードD1およびノードD2への通信経路はノード3で分岐している。一方、ノード1からノードD1への経路とノード2からノードD2への経路はノード4で合流している。   Here, the situation shown in FIG. 11 will be described as an example. In FIG. 11, the node 1 performs communication with the node D1 and the node D2 as destinations, and the node 2 performs communication with only the node D1 as a destination. As shown in FIG. 11, the communication path from the node 1 to the node D1 and the node D2 branches at the node 3. On the other hand, the path from the node 1 to the node D1 and the path from the node 2 to the node D2 merge at the node 4.

上記第1および第2の実施形態で説明した方法でフロー制御を行うと、ノード4でパケット落ちが発生するので、ノード4はノード3(およびノード2)に対して通信リソースの削減を要求する。この要求にしたがってノード3は通信リソースを減らし送信レートを低下させるが、ノード3−ノードD2間ではパケット落ちは発生しておらず、この間の通信の送信レートを低下させる必要はない。   When the flow control is performed by the method described in the first and second embodiments, a packet drop occurs in the node 4, so the node 4 requests the node 3 (and the node 2) to reduce communication resources. . In accordance with this request, the node 3 reduces the communication resource and lowers the transmission rate. However, no packet drop occurs between the node 3 and the node D2, and it is not necessary to lower the communication transmission rate during this period.

そこで、各ノードは、割り当てる通信リソース量の設定を転送先ノードごとに保有することとする。そして、パケット落ちが発生しているノードは、自ノードを転送先とする通信に割り当てる通信リソース量を削減するように隣接ノードに要求する。図11では、ノード4は、ノード3に対して、ノード4を転送先とする通信に割り当てる通信リソース量を削減するよう要求する。本実施形態で使用する、通信リソース割当パケットのフォーマットを図12に示す。本実施形態における通信リソース割当パケットが上記の実施形態と異なる点は、宛先アドレス55の代わりに転送先アドレス57が設けられている点である。このフィールドに、このパケットがどのノードを転送先とする通信のリソースを割り当てるに関するものであるかを格納する。   Therefore, each node has a setting of the communication resource amount to be assigned for each transfer destination node. Then, the node in which the packet drop has occurred requests an adjacent node to reduce the amount of communication resources allocated to communication with the local node as the transfer destination. In FIG. 11, the node 4 requests the node 3 to reduce the amount of communication resources allocated to communication with the node 4 as a transfer destination. The format of the communication resource allocation packet used in this embodiment is shown in FIG. The communication resource allocation packet in this embodiment is different from the above-described embodiment in that a transfer destination address 57 is provided instead of the destination address 55. In this field, it is stored which node is related to the allocation of the communication resource to which the packet is transferred.

このように、転送先ごとに異なる通信リソース量を割り当てることにより、通信負荷の大きい転送先ノードへの送信レートを抑え、通信負荷の大きくない転送先ノードへは大き
な送信レートを使用するため、効率的な通信を実現できる。図11の例では、ノード3は、ノード4を転送先とする通信は送信レートを下げて行うが、ノードD2を転送先とする通信は特に送信レートを下げずに行うことができる。
In this way, by assigning different communication resource amounts for each transfer destination, the transmission rate to the transfer destination node with a large communication load is suppressed, and a large transmission rate is used for the transfer destination node with a low communication load. Communication can be realized. In the example of FIG. 11, the node 3 performs communication with the node 4 as the transfer destination at a lower transmission rate, but the communication with the node D2 as the transfer destination can be performed without particularly decreasing the transmission rate.

(第4の実施形態)
本実施形態では、各ノードは宛先ノードごとに異なる通信リソース量(送信レート)を設定することを特徴とする。
(Fourth embodiment)
The present embodiment is characterized in that each node sets a different communication resource amount (transmission rate) for each destination node.

図11に示す状況を再び例にとって説明すると、ノード3は、ノード1に対してノードD1を宛先とする通信へ割り当てるリソースを削減するよう要求することができる。すなわち、ノード1はノードD1宛のパケットの送信レートのみを下げて、ノードD2宛のパケットの送信レートを維持することができる。   The situation shown in FIG. 11 will be described again by way of example. The node 3 can request the node 1 to reduce resources allocated to communication destined for the node D1. That is, the node 1 can maintain the transmission rate of the packet addressed to the node D2 by reducing only the transmission rate of the packet addressed to the node D1.

なお、このように宛先ノードごとに異なる通信リソースの割当を制御するために、図3に示すフロー制御を、それぞれの宛先ごとに行う必要がある。つまり、特定の宛先のパケットのみを対象にして、負荷判定とリソース割当制御を行う必要がある。   In addition, in order to control the allocation of communication resources different for each destination node in this way, it is necessary to perform the flow control shown in FIG. 3 for each destination. That is, it is necessary to perform load determination and resource allocation control only for packets of a specific destination.

このように、宛先ごとに異なる通信リソース量を割り当てることにより、通信負荷の大きい宛先ノードへの送信レートを抑え、通信負荷の大きくない宛先ノードへは大きな送信レートを使用するため、効率的な通信を実現できる。図11の例では、ノード1は、ノードD1を宛先とする通信は送信レートを下げて行うが、ノードD2を宛先とする通信は特に送信レートを下げずに行うことができる。   In this way, by assigning different communication resource amounts for each destination, the transmission rate to a destination node with a large communication load is suppressed, and a large transmission rate is used for a destination node with a small communication load. Can be realized. In the example of FIG. 11, the node 1 performs communication destined for the node D1 with a reduced transmission rate, but communication destined for the node D2 can be performed without particularly reducing the transmission rate.

(第5の実施形態)
上記の実施形態では、自ノードにかかる通信負荷が低いときに隣接ノードに対して送信量の増加を許可する処理(図3のS106)は、図4および図8のフローチャートに示すように、送信元ノードもしくはストリームあたりの送信レートが最も低いノードを選択してこのノードに対して通信リソースの割当を許可することによって行っている。
(Fifth embodiment)
In the above embodiment, the process of permitting the adjacent node to increase the transmission amount when the communication load on the own node is low (S106 in FIG. 3) is transmitted as shown in the flowcharts in FIGS. This is done by selecting the original node or the node having the lowest transmission rate per stream and permitting communication resource allocation to this node.

しかしながら、選択したノードの通信リソースが不足しているので送信レートが低い場合以外に、そのノードのアプリケーションがそれほど高い送信レートで送信していない場合もあり得る。送信量の増加を許可するノードは、この違いを判断することが困難であり、それほど高い送信レートを必要としないノードに対して送信量の増加を許可してしまうことも起こり得る。   However, there may be a case where the application of the node does not transmit at a very high transmission rate other than when the transmission rate is low because the communication resource of the selected node is insufficient. It is difficult for a node that permits an increase in the transmission amount to judge this difference, and it may happen that a node that does not require a high transmission rate is permitted to increase the transmission amount.

そこで、本実施形態においては以下のようにして、送信量の増加を許可する処理を行う。すなわち、自ノードにかかる通信負荷が低いノードは、隣接する全てのノードに対して送信量の増加、すなわち、割り当てる通信リソースの増加を許可する。これによって、リソース不足によって送信レートが抑えられていたノードからは送信量が増え、元々アプリケーションからの送信レートが低いノードからの送信量は変化しない。このように隣接する全てのノードに対して割り当てる通信リソースの増加を許可することで、通信リソースの増加を必要とするノードは割当を増加することができる。   Therefore, in the present embodiment, processing for permitting an increase in the transmission amount is performed as follows. That is, a node having a low communication load on the own node permits an increase in transmission amount, that is, an increase in allocated communication resources, to all adjacent nodes. As a result, the amount of transmission increases from a node whose transmission rate is suppressed due to a resource shortage, and the amount of transmission from a node originally having a low transmission rate from an application does not change. By permitting an increase in communication resources to be allocated to all adjacent nodes in this way, a node that requires an increase in communication resources can increase the allocation.

このように隣接する全てのノードに対して送信量の増加を徐々に許可することで、自ノードが受信するパケットの量が増え、最終的には自ノードにかかる通信負荷が過負荷になってリソース不足(パケット落ち)が発生する。自ノードにリソース不足が発生した時点で、上記で説明したように、送信元ノードもしくはストリームあたりの送信レートが最も高い隣接ノードに対して送信レートの低下をすることで、より好適なリソース割当が可能となる。   In this way, by gradually allowing all adjacent nodes to increase the transmission amount, the amount of packets received by the own node increases, and eventually the communication load on the own node becomes overloaded. A resource shortage (packet dropping) occurs. As described above, when a resource shortage occurs in the own node, a more suitable resource allocation can be achieved by reducing the transmission rate for the transmission source node or the adjacent node having the highest transmission rate per stream. It becomes possible.

第1の実施形態に係る無線通信システムのネットワークトポロジーの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the network topology of the radio | wireless communications system which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る無線通信装置の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the radio | wireless communication apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー(流量)制御の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process of flow (flow rate) control in 1st Embodiment. 第1の実施形態における自ノードの送信量を削減するために自ノードの上位層もしくは隣接ノードの送信レートを低下させる処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which reduces the transmission rate of the upper layer of an own node, or an adjacent node in order to reduce the transmission amount of an own node in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるリソース割当パケットのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of the resource allocation packet in 1st Embodiment. 第1の実施形態における自ノードの送信量を増加するために自ノードの上位層もしくは隣接ノードの送信レートの増加を許可する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which permits the increase in the transmission rate of the upper layer of an own node, or an adjacent node in order to increase the transmission amount of an own node in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 1st Embodiment. 第2の実施形態における自ノードの送信量を削減するために自ノードの上位層もしくは隣接ノードの送信レートを低下させる処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which reduces the transmission rate of the upper layer of an own node, or an adjacent node in order to reduce the transmission amount of an own node in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における自ノードの送信量を増加するために自ノードの上位層もしくは隣接ノードの送信レートの増加を許可する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which permits the increase in the transmission rate of the upper layer of an own node, or an adjacent node in order to increase the transmission amount of an own node in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるフロー制御の動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the flow control in 2nd Embodiment. 第3の実施形態におけるフロー制御を説明するためのネットワークトポロジーの例である。It is an example of the network topology for demonstrating the flow control in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるリソース割当パケットのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of the resource allocation packet in 3rd Embodiment. アドホックネットワークにおいて複数のノードが特定のノードと同時に通信している状況を示す図である。It is a figure which shows the condition where several nodes are communicating simultaneously with a specific node in an ad hoc network.

符号の説明Explanation of symbols

11 パケット受信部
12 パケット判定部
13 パケットバッファ
14 負荷判定部
15 通信リソース割当部
16 リソース割当パケット生成部
17 パケット送信部
18 経路記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Packet reception part 12 Packet determination part 13 Packet buffer 14 Load determination part 15 Communication resource allocation part 16 Resource allocation packet generation part 17 Packet transmission part 18 Path | route storage part

Claims (9)

複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信装置であって、
自ノードの送信レートを管理する送信レート管理手段と、
隣接ノードからパケットを受信する受信手段と、
自ノードの通信負荷を判定する負荷判定手段と、
自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している隣接ノードに対して送信レートの抑制を要求する送信レート抑制要求手段と、
を有し、
前記送信レート抑制要求手段は、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係る送信元ノードの数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求する
ことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device in a wireless communication system configured by a plurality of wireless communication devices and performing communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices,
Transmission rate management means for managing the transmission rate of the own node;
Receiving means for receiving packets from neighboring nodes;
Load determination means for determining the communication load of the own node;
When it is determined that the communication load of the own node is overloaded, a transmission rate suppression requesting unit that requests suppression of the transmission rate to an adjacent node that is transmitting packets to the own node;
Have
The transmission rate suppression requesting unit is configured such that, among a plurality of adjacent nodes transmitting a packet to the own node, the transmission rate of a packet transmitted from the adjacent node is compared with the number of transmission source nodes related to the transmitted packet. A wireless communication device that requests a specific adjacent node that is the highest adjacent node to suppress a transmission rate.
複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信装置であって、
自ノードの送信レートを管理する送信レート管理手段と、
隣接ノードからパケットを受信する受信手段と、
自ノードの通信負荷を判定する負荷判定手段と、
自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している隣接ノードに対して送信レートの抑制を要求する送信レート抑制要求手段と、
を有し、
前記送信レート抑制要求手段は、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係るストリーム数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求する
ことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device in a wireless communication system configured by a plurality of wireless communication devices and performing communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices,
Transmission rate management means for managing the transmission rate of the own node;
Receiving means for receiving packets from neighboring nodes;
Load determination means for determining the communication load of the own node;
When it is determined that the communication load of the own node is overloaded, a transmission rate suppression requesting unit that requests suppression of the transmission rate to an adjacent node that is transmitting packets to the own node;
Have
The transmission rate suppression request means has the highest transmission rate of a packet transmitted from the adjacent node among a plurality of adjacent nodes transmitting packets to the own node as compared to the number of streams related to the transmitted packet. A wireless communication apparatus that requests a specific adjacent node that is an adjacent node to suppress a transmission rate.
前記送信レート管理手段は、通信に割り当てるリソースを調整することで送信レートを管理するものであり、
前記リソースは、利用するチャネル数、帯域幅またはスロット数もしくはバックオフ時間の少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の無線通信装置。
The transmission rate management means manages a transmission rate by adjusting resources allocated to communication,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the resource is at least one of a channel number, a bandwidth, a slot number, and a back-off time to be used.
前記送信レート管理手段は、パケットを転送する転送先ごとに、送信レートを設定するものであり、
前記送信レート抑制要求手段は、前記特定隣接ノードに対して自ノードを転送先とするパケットの送信を抑制するよう要求する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信装置。
The transmission rate management means sets a transmission rate for each transfer destination to which a packet is transferred,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the transmission rate suppression requesting unit requests the specific adjacent node to suppress transmission of a packet having the local node as a transfer destination. .
前記送信レート管理手段は、パケットを送信する宛先ごとに、送信レートを設定するものであり、
前記負荷判定手段は、宛先ノードごとに通信負荷を判定し、
前記送信レート抑制要求手段は、過負荷であると判定された宛先ノードへの通信について前記特定隣接ノードを決定し、該特定隣接ノードに対して前記宛先ノードへの送信レートを抑制するよう要求する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信装置。
The transmission rate management means sets a transmission rate for each destination to which a packet is transmitted,
The load determination means determines a communication load for each destination node,
The transmission rate suppression request means determines the specific adjacent node for communication to the destination node determined to be overloaded, and requests the specific adjacent node to suppress the transmission rate to the destination node. The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 3.
複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記無線通信装置が、
自ノードの送信レートを管理し、
隣接ノードからパケットを受信し、
自ノードの通信負荷を判定し、
自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係る送信元ノードの数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求する
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method performed by a wireless communication device in a wireless communication system configured by a plurality of wireless communication devices and performing communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices,
The wireless communication device is
Manage the transmission rate of its own node,
Receive packets from neighboring nodes
Determine the communication load of the own node,
When it is determined that the communication load of the own node is overloaded, among the plurality of adjacent nodes that are transmitting packets to the own node, the transmission rate of packets transmitted from that adjacent node A wireless communication method comprising: requesting a specific adjacent node that is the highest adjacent node relative to the number of transmission source nodes to suppress a transmission rate.
複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記無線通信装置が、
自ノードの送信レートを管理し、
隣接ノードからパケットを受信し、
自ノードの通信負荷を判定し、
自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係るストリーム数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求する
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method performed by a wireless communication device in a wireless communication system configured by a plurality of wireless communication devices and performing communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices,
The wireless communication device is
Manage the transmission rate of its own node,
Receive packets from neighboring nodes
Determine the communication load of the own node,
When it is determined that the communication load of the own node is overloaded, among the plurality of adjacent nodes that are transmitting packets to the own node, the transmission rate of packets transmitted from that adjacent node A wireless communication method comprising: requesting a specific adjacent node, which is the highest adjacent node compared to the number of streams, to suppress a transmission rate.
複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信プログラムであって、
前記無線通信装置に対して、
自ノードの送信レートを管理させ、
隣接ノードからパケットを受信させ、
自ノードの通信負荷を判定させ、
自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係る送信元ノードの数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求させる
ことを特徴とする無線通信プログラム。
A wireless communication program in a wireless communication system configured by a plurality of wireless communication devices and performing communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices,
For the wireless communication device,
Manage the transmission rate of its own node,
Receive packets from neighboring nodes,
Determine the communication load of the own node,
When it is determined that the communication load of the own node is overloaded, among the plurality of adjacent nodes that are transmitting packets to the own node, the transmission rate of packets transmitted from that adjacent node A wireless communication program characterized by causing a specific adjacent node which is the highest adjacent node as compared with the number of transmission source nodes to request suppression of a transmission rate.
複数の無線通信装置から構成され、1または複数の無線通信装置が中継することによって無線通信装置間で通信を行う無線通信システムにおける無線通信プログラムであって、
前記無線通信装置に対して、
自ノードの送信レートを管理させ、
隣接ノードからパケットを受信させ、
自ノードの通信負荷を判定させ、
自ノードの通信負荷が過負荷であると判定された場合に、自ノードにパケットを送信している複数の隣接ノードのうち、その隣接ノードから送信されるパケットの送信レートが送信されるパケットに係るストリーム数に比して最も高い隣接ノードである特定隣接ノードに対して、送信レートの抑制を要求させる
ことを特徴とする無線通信プログラム。
A wireless communication program in a wireless communication system configured by a plurality of wireless communication devices and performing communication between wireless communication devices by relaying one or more wireless communication devices,
For the wireless communication device,
Manage the transmission rate of its own node,
Receive packets from neighboring nodes,
Determine the communication load of the own node,
When it is determined that the communication load of the own node is overloaded, among the plurality of adjacent nodes that are transmitting packets to the own node, the transmission rate of packets transmitted from that adjacent node A wireless communication program characterized by causing a specific adjacent node that is the highest adjacent node compared to the number of streams to request suppression of a transmission rate.
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